“大脑功能偏侧化”理论与针灸“双向调节”作用探析*

王东岩，张博洋，邓若冰，沈洪美，何 雷

(1.黑龙江中医药大学附属第二医院，黑龙江 哈尔滨 150001; 2.黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨 150040;3.哈尔滨市中医院，黑龙江 哈尔滨 150010; 4.花园卫生服务中心，黑龙江 哈尔滨 150006)

国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020)》将“脑科学与认知科学”列为八大基础科学前沿问题之一，脑科学研究已迎来黄金时代。对于脑功能疾病的研究和治疗方法近些年得到了极大的发展，如EEG、fNIRS和fMRI等无创观测手段的进步，tDCS、rTMS等治疗方法不断地丰富，都提高了人们对疾病的认识，使得许多理论假说得以提出并被验证，其中“大脑功能偏侧化”理论又称“大脑半球非对称性”理论得到广泛认可，并合理地解释了脑卒中、抑郁、焦虑、精神分裂和失眠等多种疾病的发病机制，并且与针灸“双向调节”作用相对应，现根据部分文献作一综述。

1 从生理学角度对“大脑功能偏侧化”理论的认识

人们从神经生理学上认识到大脑功能具有偏侧化现象是从利手性开始的，大脑左侧半球作为人类优势半球居多，大脑右侧半球是相对功能弱化的。近30年各种影像学的发展使人们认识到神经中枢结构和功能的不对称性是广泛存在的[1]，左右半球各有优势，这体现了单侧半球的高效性和双侧半球之间的分工合作，大脑偏侧化可避免在两侧半球复制相同神经回路而造成浪费[2]。大脑通过分工合作可减少左右半球之间的干扰和冲突，使得两侧可以并行处理不同信息，神经元区域化使信息加工更快、更高效[3]。

而语言的左侧化优势与脑网络的空间结构特征有关，右侧化则与全脑架构的改变有关；大多数左脑活动均属于单侧活动，而大多数右脑活动却伴有左脑对称区域的活动，说明右脑在语言加工中可能存在大量与左脑的交互协作[4]。

利手和语言功能的半球优势是人类最重要的两种偏侧化现象，利手与语言功能偏侧化先于个体认知能力的发展；既往研究发现人类胚胎在发育到第7周时就开始出现左侧大脑优先发育的现象[5]，肢体语言也在婴儿期就开始出现偏侧化[6]。利手、语言甚至听觉、视觉偏侧化具有明显的生物学优势，有助于个体节省加工资源，以便快速和准确地做出反应。现代遗传学与生物进化研究认为，正常人脑的生理性偏侧化现象是基因与环境相互作用的共同结果，其偏侧化程度应在一定范围内保持协调。

2 运用“大脑功能偏侧化”理论对疾病的分析

2.1 运用“大脑功能偏侧化”理论对中风及中风后抑郁的分析

例如,正常人(右利手，左侧优势半球)左半球的活跃性高于右半球,如图1，大脑皮层相互之间通过胼胝体的神经纤维通路互相抑制，形成了一种生理性平衡；假设此人的左半球出现了脑梗死病灶,如图2，左侧半球的功能受到了“打击”活跃性降低，对右侧半球的抑制减弱，而右半球失去左半球的抑制作用而变得活跃性增强，从而对左半球的抑制作用也增强，这样左半球就会“雪上加霜”，右半球又与中风后负性情绪的发展密切相关，故中风后抑郁使得病情更加复杂。郑重教授[7]根据此理论提出这种情况下应用rTMS治疗时不应以增强左半球兴奋性为主，而是应以低频抑制右半球的治疗为主，并且取得了较好的临床疗效。如果是右半球脑梗可依此类推，若是双侧多发病灶可能涉及到复杂的内部兴奋抑制共存，仍需要大量的研究支持。

图1 正常人

图2 脑卒中患者

姜思竹[8]则认为受损伤一侧的功能下降，未受损的健侧存在功能代偿增强导致兴奋性增强而形成了异常偏侧化模式。两种说法并不矛盾。

中风后抑郁的脑网络研究目前较少，且分析方法和机制都比较复杂，需要更多研究。

2.2 运用“大脑功能偏侧化”理论对抑郁症、焦虑症的分析

抑郁障碍和焦虑障碍是临床上常见的情感性精神疾病,抑郁障碍包括抑郁症、心境恶劣，焦虑障碍包括广泛性焦虑、社交焦虑、惊恐障碍和强迫症等，临床实践中抑郁与焦虑障碍常常同时存在，且有许多症状是重叠的[9]。

目前多数研究发现额叶偏侧化的神经病理现象可能是由于左右两侧额叶皮层积极和消极情感回路的差异激活所导致的。林品华[10]认为左侧额叶激活与正性情绪相关，右侧额叶激活与负性情绪相关，抑郁症患者中常见左前额叶兴奋性降低伴右前额叶兴奋性过高,如图3，额叶、顶叶是执行任务期间观察到抑郁症偏侧化现象的重要脑区。现代精神病理学认为精神心理疾病的重要病因之一是双侧大脑的偏侧化变异。张汗等[11]研究发现，精神疾病患者的双侧大脑半球偏侧性与正常人不同，抑郁发作时大脑半球活化平衡向右脑倾斜；同时也有国外学者发现抑郁症患者的大脑偏侧性与正常人相反，即左脑(优势半球)相对降低，右脑(非优势半球)相对增高[12]。郑博等[13]则认为低频抑制右脑或高频刺激左脑具有相似的抗抑郁疗效，低频抑制右脑可缓解患者的症状，而低频抑制左脑则可加重相关症状。

图3 抑郁症

刘志鹏等[14]研究发现低频rTMS抑制右侧前额叶皮层治疗广泛性焦虑症具有显著疗效；廖梅[15]认为青少年广泛性焦虑障碍和正常人相比，右侧壳核、右岛叶和左海马体积增加，在完成危险图片任务时，左背外侧前额叶皮质激活程度与焦虑症状呈负相关，即焦虑症状程度越高，左背外侧前额叶激活程度越低,如图4。张晶等[16]认为抑郁症和焦虑症患者多数伴有左额叶活化减弱现象，左侧额叶活化程度能够预测患者抑郁和焦虑的风险程度，增强左额叶活动的生物反馈训练能够促进情绪调节恢复正常。

图4 广泛性焦虑

2.3 运用“大脑功能偏侧化”理论对精神分裂症的分析

多项神经电生理及脑功能成像研究发现精神分裂症的重要病因之一可能是大脑半球功能偏侧化的变异，其必须维持在一定的范围内，否则就会出现异常的精神活动，大脑的不对称性发展与疾病有直接关系。

首发偏执型精神分裂症患者存在脑功能偏侧化特征，吴大兴等[17]对此类患者给予双重工作记忆任务，fMRI示双侧前额叶激活范围较正常人均明显增大，且以右半球为主,如图5。有国外学者认为大脑的偏侧化差异可能是导致精神分裂症发病的重要原因之一[18]；何明颖等[19]研究发现，有些患者的大脑左侧额叶及海马发育晚于右侧，优势半球功能存在异常，可能导致大脑双侧半球在认知、情感和行为等精神活动的协调方面出现障碍而致病发，首发偏执型精神分裂症患者左侧额叶白质、海马头部神经元数量和功能普遍降低。林鄞等[20]认为精神分裂症患者不仅大脑结构偏侧化存在差异，在功能偏侧化上也有所体现，包括正常大脑偏侧化发育的减弱及患者在视觉空间功能方面的损害。精神分裂症进化理论认为，精神分裂症患者的脑神经发育异常与遗传基因有关[21]，而冲动、躁狂、暴力和反社会人格型精神分裂症的大脑偏侧化向左半球倾斜，左半球活跃性过度升高[22]。如图6。

图5 偏执型精神分裂症

图6 躁狂、暴力、反社会人格

2.4 运用“大脑功能偏侧化”理论对失眠的分析

何雷[23]对PSG获得的日间嗜睡试验数据进行连通性分析发现，在Theta频段下出现F4-O1区域连通性的降低，在Beta频段下，大脑左侧F3-O1区域的连通性增强；治疗后在Alpha频段下出现右侧F4-C4区域连通性的增强，这说明与睡眠相关的大脑功能也同样存在偏侧化。1项DTI(弥散张量成像)研究发现与失眠病程有关的大脑右侧化损伤[24],随着病程的发展,失眠患者大脑活动呈现偏侧化趋势。秦海霞等[25]认为失眠患者DMN(脑默认网络)存在左右脑活动差异,且失眠患者大脑功能受损存在先后顺序, 右脑先受损, 左脑后受损，因此失眠患者可能先出现创造力降低, 后出现记忆力、逻辑能力减弱。

3 从“大脑功能偏侧化”理论看针灸“双向调节”作用

3.1 广义与狭义的针灸“双向调节”作用

针灸作为世界上最早出现的“神经调控”技术已得到广泛应用，《黄帝内经》曰：“用针之要在于知调阴与阳”，针灸双向调节的实质在于阴阳平衡[26]，与中医学“阴平阳秘”理论密切相关，针刺某些特定腧穴调节阴阳平衡的治病方法古已有之，如《针灸甲乙经》记载：“……实则心暴痛，虚则烦心，心惕惕不能动，矢志，内关主之”,指出心胸的虚实疾病均可取内关治疗；《灵枢》曰：“……阳气有余，阴气不足，则热中善饥；阳气不足，阴气有余，则寒中肠鸣、腹痛……皆调于三里”,指出寒热虚实的胃肠道疾病都需要调整阴阳，都可以取足三里来治疗。但值得注意的是，传统针灸学没有明确的“双向调节”记载，并且非常强调补泻手法，同一穴位因手法不同导致刺激量不同，进而导致的不同调节作用是否属于广义的“双向调节”尚有争议，并有学者认为其表现形式与机体的自身状态及活性物质改变有关[27]，而现代研究多注重狭义即严格意义上的“双向调节”研究，强调相同腧穴相同刺激量，通过现代设备进行客观对比分析，故严格意义的“双向调节”作用是对现代针刺研究特定现象的概括[28]。

3.2 现代针刺研究中“大脑功能偏侧化”与针灸“双向调节”的关系

蔡昭莲等[29]研究发现针刺长强穴使脑右楔前叶、右颞下回与海马的功能连接增强,对治疗认知障碍具有一定意义；徐海燕[30]利用足三里穴治疗功能性消化不良时发现针刺比艾灸该穴位时的右壳核fALFF值升高明显，双侧枕中回降低，说明针刺对于脑功能的调整具有偏侧化现象。

姜思竹等[8]研究发现头针疗法不仅可以增强受损侧大脑半球的功能连接，还能有效减弱健侧大脑半球异常增强的功能连接，促使患者在康复过程中的运动模式正常化，可见头针效应具有双向调整脑功能连接并使其趋向生理性偏侧化状态的特点；许明珠[31]研究发现针刺太溪穴能双向良性调节AD大鼠脑功能代谢，对高代谢脑区有负激活效应，对于低代谢脑区有正激活效应；周思远[32]研究发现针刺治疗功能性便秘、腹泻患者的天枢穴后，右侧丘脑和右前扣带回是靶向调节的重点脑区，同时存在局部一致性增高和降低的区域，可以同时改善便秘和腹泻患者的排便次数和形状，以上研究说明针刺对脑功能偏侧化调整具有双向性。

3.3 针灸“双向调节”作用的可能机制

多项研究表明在相同穴位和相同刺激量的前提下针灸仍然具有明显的双向调节作用，可以同时升高或降低大脑不同区域的兴奋性，EEG、fNIRS和fMRI等设备客观地说明了针灸治疗使大脑功能向生理性偏侧化的双向调整可能是针灸“双向调节”作用的机制之一，郑重认为针刺治疗可以发挥类似双向神经调控的生物学效应[7]，“大脑功能偏侧化”理论从神经调控角度很好解释了针灸“双向调节”效应；针刺不仅可以直接调整中枢各网络之间的平衡，还可以对脑内植物性中枢进行整合进而影响其他器官功能，潘卫星[28]指出双向调节作用的根本是激活人体的纠偏功能，这需要负反馈及自适应调节系统的参与，并认为“中枢适应性控制机制激活假说”虽不易解释双向调节的穴位特异性，但明显具有广阔的研究前景。此外，刘小亚[33]认为外泌体是针灸参与的神经-内分泌-免疫网络调制系统进行机体自稳态调节的桥梁，可见神经内分泌免疫途径也是调控机体各系统功能稳定的重要途径之一。

4 小结

EEG、fNIRS和fMRI等无创观测手段的应用增加了研究的可行性及客观性，被试者也更容易接受检测，研究人员能观察到许多以前不能涉及的领域，在观察脑功能变化的过程中逐步发展了“大脑功能偏侧化”理论，指导了多种疾病的治疗并取得了显著疗效，并从神经调控角度很好地解释了针灸“双向调节”效应。但该理论仍需要大量的科学检验并不断完善，大脑功能的变化不能简单地理解为大脑半球或者某些脑区的整体变化，容易存在以偏概全的误区，如抑郁、焦虑等功能偏侧化虽然在额叶体现较明显，但脑区功能较多还需要进一步精确化，并且存在众多其它脑区和脑网络之间复杂的相互交叉作用；用“大脑功能偏侧化”理论指导rTMS治疗焦虑症时将右侧前额叶作为主要靶点也并不十分成熟，选择部位范围较大，目前只是初步取得成效，仍需要深入研究；目前对精神疾病、心理疾病的发病机制和心理治疗、物理治疗特别是针灸治疗的机制研究日趋增多，但学者们普遍认为仅凭几个脑区或者几个脑网络的变化即得出脑网络机制的结论是不全面的，大脑的复杂性就决定了起治疗作用的机制也必然是十分复杂的，这将是一个不断探索、去伪存真的漫长过程。诸多学者认为针灸“双向调节”效应不仅仅存在于神经调控方面，而是神经-内分泌-免疫网络调控，而这是“大脑功能偏侧化”理论的局限性所在，在今后的研究中可以应用更多的新技术，如多模态研究结合代谢组学、分子生物学等多学科多层次的分析研究手段，更全面地对脑网络机制进行科学探索，如有可能建立一个全国性的多中心脑影像及脑科学数据共享平台，将对脑科学的发展大有裨益。